純電動汽車動力總成參數(shù)的選擇

本文格式為Word版，下載可任意編輯——純電動汽車動力總成參數(shù)的選擇基于昌河愛迪爾CH7101BE開發(fā)的

純電動汽車的電力驅(qū)動系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的初定計算書

1說明

本純電動汽車擬在昌河愛迪爾CH7101BE原有底盤和車身的基礎(chǔ)上進行開發(fā)，擬設(shè)計最高車速為120km/h，一次充電的續(xù)駛里程為80km(60km/h均速行駛)。

2電動機功率的確定

純電動汽車的功率全部由電機來提供,所以電機功率的選擇須滿足汽車的最高車速、最大爬坡度以及加速時間（起步加速時間和超車加速時間）的要求。進行電機功率確定時，假設(shè)沒有變速器，即電機直接與主減速器相連接。2.1滿足最高車速電機所需提供的功率

當汽車以最高車速Vmax勻速行駛時，電動機所提供功率(kw)至少為：

式中：

η—整車動力傳動系統(tǒng)效率（包括主減速器和驅(qū)動電機及控制器的工作效率），主減速器的取0.9，驅(qū)動電機及控制器取0.88，則η=0.9*0.88=0.792；m—汽車的總質(zhì)量，取1610kg（原車總質(zhì)量+蓄電池的質(zhì)量）；g—重力加速度，取9.8m/s2；f—滾動阻力系數(shù)，取0.015；Cd—空氣阻力系數(shù)，取0.35；

A—電動汽車的迎風面積，取1.6*1.67=2.672m2(原車寬*車身高)；Vmax—最高車速，取120km/h。

代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，求得電動機至少所需提供的功率(kw)，即

2.2滿足爬坡性能電機所需提供的功率

根據(jù)即將公布的國家標準《純電動乘用車技術(shù)條件》所規(guī)定爬坡性能來計算電機所需提供的功率，即依照GB/T18385規(guī)定的試驗方法，測量車輛的爬坡車速和車輛最大爬坡度：

A、車輛通過4%坡度的最高穩(wěn)定車速不低于70km/h；B、車輛通過12%坡度的最高穩(wěn)定車速不低于40km/h；

1

C、車輛最大爬坡度不低于20%。

2.2.1車輛以最高穩(wěn)定車速70km/h通過4%坡度時電機所需提供的功率

4%坡度為：α=tan-1(0.04)=2.30。車輛在此坡度上行駛電機所需提供的功率至少為：

2.2.2車輛以最高穩(wěn)定車速40km/h通過12%坡度時電機所需提供的功率

由于驅(qū)動電機的功率必12%坡度為：α=tan-1(0.12)=6.80。車輛在此坡度上行駛電

機所需提供的功率至少為：

的電機功率等級，選擇驅(qū)動電機的功率為37kw。

須滿足P>P1、P>P2及P>P3，根據(jù)國家標準GB/T18488.1—2023

3動力蓄電池數(shù)量的確定

3.1按功率需求來選擇電池個數(shù)

電池數(shù)量的選擇需滿足汽車行駛的功率要求，并且還能保證汽車在電池放電達到鉛酸蓄電池性價比高，其電壓特性可表示為：

Ebat—電池的電動勢（V）；Ubat—電池的工作電壓（V）；Rbat0—電池的等效內(nèi)阻（Ω）；Ibat—電池的工作電流（A）。

尋常，Ebat、Rbat均是電池工作電流Ibat以及電流電量狀態(tài)值SOC的函數(shù)，進行電一定深度的狀況下還能為汽車提供加速或爬坡的功率要求。

式中：

池計算時，要考慮電池工作最差的工作狀態(tài)。假設(shè)SOC為其設(shè)定的最小允許工作狀態(tài)值（SOClow），對應(yīng)的電池電動勢Ebat和電池等效內(nèi)阻Rbat來計算電池放電的最大功率，即可得到如下計算表達式：

鉛酸電池放電功率：

上式最大值，即鉛酸電池在SOC設(shè)定最小允許工作狀態(tài)值時所能輸出的最大功

2

率為：

以上僅是一個理論計算值。實際上，當電池以Ubat/(2Rbat0)的放電電流放電時，由

于產(chǎn)生大量的熱將會對電池起到破壞的作用，嚴重損壞電池壽命。出于此考慮，尋常要求電池工作電壓處于2/3~1倍的范圍內(nèi)，另外從鉛酸電池的放電效率：

也可保證電池具有較高的效率。因此，在實際應(yīng)用中，鉛酸電池的最大輸出功率應(yīng)限制為：

由于計算單個電池模塊的輸出最大功率時，應(yīng)選擇當電池SOC在最差的狀況下，即一般取SOC=0.4時，計算其輸出的功率：

鉛酸電池組的容量應(yīng)滿足電動機的最大輸出功率要求，若電池組采用串聯(lián)的連接

方式，則應(yīng)選擇的電池個數(shù)：

式中：

ηmc—電機及控制器的工作效率；

Pbdmax—最小允許SOC值下電池組提供的功率。

3.2按行駛能量需求來選擇電池個數(shù)

采用容量為150Ah鉛酸蓄電池，當其SOC控制在0.4~0.8之間時平均開路電壓約為Voc=13.52V，而電池塊端電壓按2/3~1倍開路電壓估計。這樣Uess計算得：

而蓄電池實際放出的能量為C=（0.8-0.4）*Ca=0.4*150=60Ah電池的能量計算公式為：

Wess—電池組的實際能量(kwh)；Uess—電池組的平均工作電壓(V)；

3

C—電池塊實際放出的容量（Ah）。

據(jù)設(shè)計要求純電動汽車一次充電以Vel（60km/h）的車速均速行駛的續(xù)駛里程不

小于80km，所需的功率可由下式計算：

則，行駛里程S（80km）所需的能量為：

Pel—行駛里程S(km)所需的功率(kw)；Wroad—行駛里程S(km)所需的能量(kwh)。從以上計算可知，不等式電池能夠滿足能量的要求。即，

上式通過變化可得如下關(guān)系式：

不成立。因此需增加電池個數(shù)，讓

取蓄電池的個數(shù)為16個，所以電池組的名義電壓為16*12=192V。

另外，由3.1和3.2兩步驟所確定的電池個數(shù)，還需要驗證電池與電機控制器相連之間的電壓匹配關(guān)系，即滿足以下關(guān)系：式中：

Umc.max—電機控制器的最大工作電壓(V)；Umc.min—電機控制器的最小工作電壓(V)。

結(jié)合以上的計算，初步選用泰安泰山新動力有限公司生產(chǎn)的37kw/192V永磁無

刷直流電機（交流電機），相關(guān)性能參數(shù)及原廠提供的安裝尺寸（mm）如下：

4

注：全套的價位是包括電機、電機驅(qū)動器以及調(diào)速踏板（調(diào)速控制器）的價位。假使數(shù)量大，譬如一次性購買在50臺以上，該公司可以給20%的優(yōu)惠，可按客戶要求的安裝尺寸外形進行訂制。電話真址：.郵箱：tangjin123@

4主減速比i0確定

（1）主減速比i0的選擇應(yīng)滿足最高行駛車速的要求，由最高車速Vmax與電機最高轉(zhuǎn)速Nmax以確定主減速比的上限。所選電機的最高轉(zhuǎn)速穩(wěn)定Nmax為4000r/min，所選車輪滾動半徑r為0.272m，則，

和最高車速對應(yīng)的行駛阻力

（2）由電機的最高轉(zhuǎn)速對應(yīng)的最大輸出轉(zhuǎn)矩TmaxFmax=Ff+Fw確定速比的下限值。

由前面計算可知：

由以上的計算，主減速比i0初定為3.1

5通過計算車輛的最大爬坡度和加速時間以驗證電機等選擇的合理性

5